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在“弹雨”中攻克岩爆隧道

2018-07-03 16:31    来源:经济日报    编辑:付双凤

  中铁一局四公司米仓山隧道因高地应力释放,需24小时监测地应力发生的频率、部位及能量大小等数据,以预测前方围岩动态。图为项目常务副经理罗宝湘在采集数据。乔金亮摄

  6月25日,陕西汉中,世界第三长的高速公路隧道巴陕高速公路米仓山隧道右线宣告凿通。

  这是一条不寻常的隧道。千百年来,峰高路险的米仓山是川陕交流无法绕开的重要通道。随着米仓山隧道的修建,这一屏障被打破,科技的力量将让穿越米仓山从现在的4小时缩短至半小时,也让攻克岩爆隧道这一世界级难题得到了解决。

  “掌子面上经常弹出来石片,像子弹一样能伤人。”施工方中铁一局四公司的一位工程师说,与此同时,米仓山内的高应力也威胁着隧道工人。所谓应力,就是地壳的弹性能量没有完全释放。打隧道会触发山体应力的释放,导致隧道垮塌、变形,或促发“岩爆”——岩石爆炸弹射。

  “这里的岩爆很频繁,弹出来的石块有大有小,有些速度非常快。岩爆比炸药爆破还响。”中铁一局桃巴项目负责人文玉辉说,米仓山隧道在高地应力灾害期间,曾微震了上千次,最大的一次微震,比50颗手雷同时爆炸还要强,相当于1.5级的地震。经济日报记者在现场看到,弹出来的小石片,许多边缘如刀刃一般。难怪现场工人戴着钢盔,穿着防弹衣。

  项目总工程师石锦岩介绍,米仓山是大巴山、秦岭、龙门山几个造山带的交界,地壳皱褶特别明显。隧道附近,山形陡峭奇伟。高山深谷的应力往往很大;米仓山核心的岩石又十分硬脆,容易岩爆。更不寻常的是,米仓山的石头应力区域,往往像篮球一样小。这也让岩爆来得更猝不及防——石头的弹性局限在很小的空间内时,就像地雷一样难以事先排掉。

  为了应对岩爆,工程师们想出不少主意。比如,使用一种有孔的细导管预先插进要爆破的岩石周围,孔中喷出黏浆,像树枝一样渗入岩石,营造稳定区。爆破完毕,尽快支护和加固,并尽量使用机器代替人,避免风险。

  危险还不止于此。米仓山内部瓦斯和硫化氢浓度异常高,容易引燃。工人除了佩戴防毒面罩,还要穿上防静电服。

  为解决长隧道通风等难题,米仓山隧道创造了多个行业纪录,它是国内独头掘进最长、中部通风竖井最深、通风联络规模最大的公路隧道。“受高地温影响,掌子面温度比较高,有时高达40多摄氏度。我们通过加强通风、使用雾炮机降尘等措施来改善作业环境。”石锦岩说,项目部一直努力探索一套隧道全机械化的施工方法,由项目部自主研发的自感式喷雾降尘炮车等一批新设备运用到了米仓山隧道建设中。

  据介绍,米仓山隧道预计年底前可通车,成为从银川到重庆高速公路最后打通的一节。

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